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塑料模具 |
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基座零件模具的设计分析 |
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作者：江苏长三角模具城发展有限公司 查鸿达 |
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基座是一个看起来很简单的零件，但要做好它，还是有很多设计技巧的。
产品特征分析
本产品是平板彩电显示器下方的“基座”，材质为PC。造型比较简洁，但对于注塑模具来说，出模方法极为繁琐。因为外壳四周均为5°的倒斜，4个螺丝座的脱模受到严重的限制。 
模具结构的初步设想
做“斜顶块”是最直接的想法，见图2。
由于4个螺丝座的脱模是用推管来实现的，从图2可以看到，斜顶块与推管是相互干涉的，假如在斜顶块上开一个缺口，避开推管，但由于斜顶块在脱模时要水平移动9.2mm，推管外侧的凸模将被开通。
另外，由于产品的下部沿周有一圈R0.5的圆角，所以斜顶块上必然有凹下0.5的造型，当斜顶块向上顶起时，一定会有一个向内的水平移动，但是这个凹下的0.5的部位当充满了塑料后就会阻挡斜顶块的水平运动。所以，用斜顶块的方案是行不通的。
第二个思路是做“内缩滑块”。
如图4所示，假如二个内缩滑块向中间移动，给4个螺丝座让出位置，产品就可以正常脱模，但是这个方案也将面对两个问题，第一是斜铲块必须在定模一边，假如放在动模一边将无法安排动模芯的冷却水路。第二是两个内缩滑块轨道的间隙肯定会“钻料”，这样模具将无法正常工作。所以，必须想办法将内缩滑块的滑动轨道安排在定模一边。
分模
首先我们先将上下模简单地分开，见图5。 
图5
为了实现内滑块缩芯机构，模芯可以被分割成如图6所示。
图6
基础的部分是这样的，仍然可以布置理想的冷却水路和推管顶出机构。
剩下的一块如图7。
图7
它可以被分割成3块，是设计内缩滑块和斜铲块的“基本型”，由于产品造型的原因，一边有“边”，一边没有“边”，所以斜铲块的二侧的斜度是不同的，一边是4°，另一边是10°，见图8。
图8
内缩滑块和斜铲块的设计是本套模具设计的关键所在，所有其他部件的设计都是服从于内缩滑块和斜铲块的设计。由于前面提到的原因，这3块都是被安排在定模一边的，中间的一块就成了斜铲块，两侧的二块做成了内缩滑块。最后，这3件设计见图9。
图9
开模时的状态见图10。
图10
这时滑块已经可以与产品分离，见图11。
图11
直到滑块完全从产品里脱出来，产品跟随动模芯后移，在运动过程中，内缩滑块上的凹的“T型槽”与斜铲块上的凸的“T型槽”始终是不分离的，见图12。
图12
考虑到这3个零件是在产品的中央位置，冷却尤为重要，所以在斜铲块里设置了“水塘”和“隔水片”，见图13。
图13
两边的内缩滑块是用铍铜做的，这样可以提高热传导的效率，斜铲块是用耐磨的合金钢制作的，硬度为HRC52度。
定模仁的设计
根据客户的要求，这套模具是一模二穴的，考虑到浇口和横流道应该尽量短，又要考虑到二组内滑块有足够的活动空间，所以将二穴的中心距设计成为130mm，见图14。
图14
这个定模仁与定模框的固定，我们采取了这样的一个设计。因为考虑到内缩滑块和斜铲块之间有个相对运动的距离（45mm），而内缩滑块是被附加在定模仁上的，定模仁又是被固定在定模框上的，而斜铲块是固定在定模底板上的，所以，每一次开模，定模框就会与定模底板分开45mm。所以定模仁必须要固定在定模框上，但是定模框的底部是通的，常规的螺丝固定的方法就不起作用。我们采用了下图的固定方法，在定模仁的反面做了一个台阶，从台阶处收紧螺丝，见 图16。 
图15
图16
这样的固定方法可以使得定模仁非常稳定，同时又可以获得最短的主流道。
定模框与定模底板的滑动连接设计
采用了普通标准模架加装附加导柱导套的结构，运动的距离是由4个限位螺丝来控制，见图17。
图17
这样的结构比较简单，加工方便，也省去了定制专用模架的费用（一般非标的模架要加价30%）。
内缩滑块滑动轨道的设计
内缩滑块滑动轨道的设计是采用卡槽式的结构，从图18可以看到在模框上有供“轨道”安装的缺口，加工好的“轨道”可以很方便地从侧面的缺口插进去，然后用螺丝固定。“轨道”用优质耐磨的合金钢制作，硬度为HRC58度。 
图18
主流道的设计
为了获得最佳的注塑效果，采用了如图19的浇口套。
图19
它需要注塑机另外配置专用的加长喷嘴。浇口套与模仁的配合处采用了3°的锥度，以避免定模框与定模第板分开时浇口套被拉毛而产生飞边。
分流道和进料口
这个产品的浇口系统采用的是常规的潜伏式浇口见 图20 。
图20
塑料从产品上附加的一个小片上进入，产品出来后再将它切除，这样的注塑效果比较好。 
图21
定模的冷却
为了提高注塑生产的效率和控制均匀的模温，以减少产品的内应力，定模部分采用了充分的冷却。定模仁的冷却是采用了二个“单循环”如图22。
图22
二处“斜铲块”是重要的冷却位置，产品凸模部分由于结构的关系，内缩滑块上是做不到冷却的，整个凸模热量的50%靠“斜铲块”中间的“水塘”带走。它的水路是从定模底板里走的，如图23。为了避开浇口套，在定模板上绕了个圈，因为要考虑到注塑机的工人接驳水管的方便，只能这样做如图23。
图23
定模的二层水管出口的接头是安排在注塑机操作面板的反面一侧的，这样调机工接驳水管比较方便，水管接头尽量少放在模具的上面和下面，放在上面的水管接头在装拆时有水滴在模具上容易生锈。放在下面的水管接头装拆不方便，而且塑料水管会影响产品掉下来。所以如 图24的布置比较合适。
定模部分最终装配后的状况是分型面上设有二处圆锥形的精定位器。与动模部分精确定位，以保证注塑出来的产品壁厚均匀不错位见图25。
图25
此套模具的一个关键动作是定模框与定模底板要分开45mm的空档，迫使“斜铲块”与“内缩滑块”分开45mm。这个动作的拉力是靠4个“尼龙拉钉”来实现的。开模时由于“尼龙拉钉”的作用，动模板紧紧地拉住动模框，等到定模框上的6个“限位螺丝”到位，这时内缩滑块已经缩到位，动模板才与定模框分开。“尼龙拉钉”的拉力失效，则“内缩滑块”的动作也失效，产品将会被“内缩滑块”刮坏。定模框上与“尼龙拉钉”相配的孔的内表面要求很光滑，这样“尼龙拉钉”的拉力才充分体现，而且“尼龙拉钉”的寿命会延长。
动模的设计
动模的整体外观见 图26。 
图26
动模仁见图27。
图27
动模仁在模具闭合状态与二个内滑块以及斜铲块是密合的，包括二侧3°的斜面和底面，如果间隙大就会“钻料”，使得内滑块不能正常工作。
图28
我们将它放透明看，由图29可以看到每个动模仁上有2处“水塘”和推管孔。
图29
动模部分的水冷却见图30。
图30
产品的顶出
由 图31 可见，产品的顶出比较简单，就靠4根推管来实现的。
图31
整套模具的外形请见图32。
图32
(end)
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(4/2/2010) |
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